몇 가지 일반적인 공기 압축기의 폐열 회수에 대해 이야기
압축 공기는 업계에서 가장 널리 사용되는 전력 공급원 중 하나입니다. 안전성, 무공해, 우수한 규제 성능, 편리한 운송 등의 장점으로 인해 현대 산업 분야에서 점점 더 널리 사용됩니다. 그러나 좋은 품질의 압축 공기를 얻으려면 많은 에너지가 필요합니다. 대부분의 생산 회사에서 압축 공기는 총 전력 소비의 10 ~ 35 %를 소비합니다. 압축 공기 시스템의 효율을 지속적으로 개선하는 한편, 공기 압축기는 작동 중에 많은 양의 압축 열을 발생시킵니다. 압축 열에 의해 소비되는 에너지는 장치 작동 전력의 85 % 이상을 차지합니다. 일반적으로이 부분의 에너지는 장치의 공랭식 또는 수냉식 시스템을 통해 방출됩니다. 분위기에서.
따라서 압축기의 열회수는 공기 시스템 손실을 지속적으로 줄이고 고객 생산성을 향상시키는 데 필요한 수단입니다. 폐열 회수를위한 에너지 절약 기술은 현재 많이 연구되고 있지만 대부분은 오일 주입식 스크류 에어 컴프레서의 오일 파이프 라인 변형만을위한 것입니다. 이 논문은 몇 가지 전형적인 공기 압축기의 작동 원리와 폐열 회수 시스템의 특성을 자세하게 소개하고 공기 압축기의 폐열 회수 방법과 형태를보다 풍부하게 이해하여 폐열을 더 잘 회수하고 기업의 에너지 비용을 줄일 수 있습니다 . 에너지 절약 및 환경 보호의 목적.
몇 가지 일반적인 공기 압축기 폐열 회수 방법 및 형태가 소개됩니다.
1 공기 분사 스크류 공기 압축기의 잔류 열 회수 분석
1) 급 유식 스크류 공기 압축기의 작동 원리 분석
오일 주입식 스크류 공기 압축기는 시장 점유율이 높은 공기 압축기 유형입니다. 작동 원리는 그림 1에 나와 있습니다.
오일 주입식 스크류 공기 압축기의 오일에는 세 가지 기능이 있습니다. 냉각은 압축 열, 밀봉 및 윤활을 흡수합니다.
가스 경로 : 외부 공기가 공기 필터를 통해 기계 헤드로 들어가고 나사로 압축됩니다. 오일 및 가스 혼합물은 배기 포트에서 배출되고 파이프 라인 시스템과 오일 및 가스 분리 시스템을 통과하여 공기 냉각기로 들어가고 고온 압축 공기를 허용 가능한 수준으로 줄입니다. .
오일 회로 : 오일과 가스 혼합물이 메인 엔진 배출구에서 배출됩니다. 오일 분리 실린더에서 냉각 오일은 압축 공기에서 분리 된 다음 오일 쿨러로 들어가 고온 오일의 열을 제거합니다. 냉각 된 오일은 해당 오일 회로를 통해 메인 머신에 다시 주입됩니다. 냉각, 밀봉 및 윤활하십시오. 자꾸.
2) 오일 분사 스크류 공기 압축기의 폐열 회수 원리
오일 제트 스크류 공기 압축기의 폐열 회수의 개략도와 흐름도는 그림 2와 그림 3에 나와 있습니다.
도 2 및도 3에서 알 수 있듯이, 압축기 헤드의 압축에 의해 형성된 고온 및 고압 오일 및 가스 혼합물은 오일 및 가스 분리기에서 분리되고, 고온 오일은 열로 유입된다는 것을 알 수있다 오일 및 가스 분리기 오일 배출 파이프 라인을 개질하여 교환기. 바이 패스 밸브는 열교환 기 및 바이 패스 파이프로 유입되는 오일의 양을 실시간으로 분배하여 리턴 오일 온도가 에어 컴프레서의 리턴 오일 보호 온도 및 수면의 냉수보다 낮아지지 않도록합니다. 열교환 기는 고온 오일과 열을 교환합니다. 가열 된 온수는 가정용 온수, 에어컨 가열, 보일러 급수 예열, 공정 온수 등에 사용될 수있다.
3) 1 차 열회수 폐열 회수
오일 주입식 스크류 공기 압축기를위한 많은 형태의 폐열 회수 시스템이 있습니다. 가장 일반적인 두 가지 시스템이 아래에 나열되어 있습니다. 도 4는 오일 제트 스크류 공기 압축기의 1 차 열 교환 시스템의 흐름도이다. 그림에서 보온 탱크의 냉수가 순환 수 펌프를 통해 공기 압축기 내부의 에너지 회수 장치와 열을 직접 교환 한 후 보온 수 탱크로 되돌아 간다는 것을 알 수있다. 이러한 시스템의 특징은 장비가 작고 열교환 효율이 높지만 좋은 재료 품질을 가진 재료 회수 장치를 선택해야하며 정기적으로 청소해야한다는 점에 유의해야합니다. 고온 스케일링 또는 열교환 장치의 누출로 인해 막힘이 발생하기 쉽습니다. 오염 응용.
4) 2 차 열회수 폐열 회수
도 5는 급 유식 스크류 공기 압축기의 2 차 열 교환 시스템의 흐름도이다. 그림에서 알 수 있듯이 시스템은 두 개의 열교환을 수행하며 에너지 회수 장치와 열을 교환하는 1 차 시스템은 폐쇄 시스템이고 2 차 시스템은 개방 시스템의 경우 폐쇄 시스템 일 수도 있습니다. . 1 차측의 폐쇄 시스템은 정수 또는 증류수를 사용하여 물 스케일링으로 인한 에너지 회수 장치의 손상을 줄입니다. 열교환 기가 손상된 경우, 적용 단부의 열매체는 오염되지 않습니다.
5) 오일 주입식 스크류 공기 압축 기용 열 에너지 회수 장치 추가의 이점
연료 분사 스크류 공기 압축기는 열 회수 장치와 함께 설치된 후 다음과 같은 장점이 있습니다.
(1) 에어 컴프레서 자체 냉각 팬을 정지 시키거나 팬 작동 시간을 줄이십시오. 열 회수 장치는 순환 식 워터 펌프를 사용합니다. 펌프 모터는 일정량의 전기 에너지를 소비하지만 공기 압축기 본체의 공기 흡입구 온도가 80에 도달하지 않습니다. ~ 95 ° C (이 범위에서 설정 가능)에서 공기 압축기 자체 냉각 팬이 작동하지 않습니다 ,이 팬의 전력은 일반적으로 순환 펌프 전력보다 4-6 배 더 크므로 팬이 정지하고 사이클 펌프의 전력 소비는 에너지 효율이 4-6 배 더 높아야합니다. 또한 오일 온도를 잘 제어 할 수 있기 때문에 기계실의 배기 팬을 열거 나 적게 열 수있어 에너지를 절약 할 수 있습니다.
(2) 추가적인 에너지 소비없이 폐열을 온수로 변환.
(3) 공기 압축기의 변위를 증가시킵니다. 공기 압축기의 작동 온도는 80 내지 95 ° C 범위의 회수 장치에 의해 효과적으로 제어 될 수 있기 때문에, 오일의 농도는 양호하게 유지 될 수 있고, 공기 압축기의 변위는 증가하고, 증가는 2 % ~ 6 % 이것은 또한 에너지 절약과 동일합니다. 이것은 여름에 작동하는 공기 압축기에 특히 중요합니다. 여름에는 주변 온도가 더 높고 오일 온도가 종종 약 100 ° C로 올라갈 수 있으며 오일이 더 얇아지고 기밀성이 악화되고 배기량이 증가하기 때문에 줄어들었다. 따라서 열 회수 장치는 여름철에 그 장점을 강조 할 수 있습니다.
2 무급유 식 스크류 공기 압축기 폐열 회수
1) 무급유 식 스크류 공기 압축기의 작동 원리 분석
공기 압축기가 등압 압축 될 때 가장 에너지 절약 적입니다. 소비 된 전기 에너지는 주로 공기의 압축 전위 에너지로 변환되며, 식 (1)에 따라 계산 될 수 있습니다.
m- 공기 압축기의 공기 질량 유량, kg / s
R- 가스 상수, 공기는 287J / (kg · K)
T.-흡입 온도, K
Q- 가스 체적 유량, m3 / s
P0-흡입 압력, Pa
P2- 배기 압력, Pa
P Fu-air 컴프레서 방열 작업, W
P 변속기 움직이는 공기 압축기 구동 전력 소비, W;
ρ --- 공기 밀도 kg / m3
연료 분사의 냉각 효과가 없기 때문에, 무급유 식 스크류 공기 압축기의 작동 공정은 대략 단열 압축 공정이다. 인터 스테이지 냉각 기능이있는 2 단계 오일 프리 스크류 에어 컴프레서는 비교적 노동력을 절약합니다. 워터 재킷 또는 오일 재킷이있는 스크류 메인 엔진의 작업 공정 지수는 등방성 단열 지수 (약 1.3)보다 약간 낮습니다. 공기 압축기 전력 소비는 공식 (3)에 따라 계산할 수 있습니다.
N- 프로세스 색인
Rg- 가스 상수, 공기는 287J / kg · k
T0, T1 첫 번째 및 두 번째 흡기 온도, k
P0- 1 차 흡입 압력, 패드
P1, P2-, 제 1 및 제 2 배기 압력, Pa;
P 전송-공기 압축기 열 복사 전력 소비, W
무급유 식 스크류 공기 압축기는 연료 분사 공기 압축기에 비해 폐열 회수 가능성이 있습니다. 오일의 냉각 효과가 없기 때문에 압축 공정은 등온 압축에서 더 많이 벗어나고 대부분의 힘은 압축 공기의 압축 열로 변환되어 오일의 과도한 온도의 원인입니다. 자유로운 나사 공기 압축기. 사용자의 산업 용수, 예열기 및 욕실 용수의 열 에너지의이 부분을 재활용하면 프로젝트의 에너지 소비가 크게 줄어들어 저탄소 및 환경 보호가 달성됩니다.
그림 6은 오일 프리 스크류 공기 압축기의 에너지 분포를 보여줍니다. 수냉식 무급유 식 스크류 공기 압축기의 열 생산을 100 % 회수 할 수 있음을 도면에서 알 수있다.
2) 오일 프리 스크류 공기 압축기 폐열 회수
도 7은 무급유 식 스크류 공기 압축기의 에너지 회수 공기 압축기의 내부의 흐름도이다. 도면에 도시 된 바와 같이, 냉수는 오일 냉각기, 고압 압축 시스템, 저압 압축 시스템 인터쿨러 및 애프터 쿨러를 통해 순차적으로 열 교환되고, 여기서 오일 냉각기는 확대되어야한다.
3 원심 공기 압축기 폐열 회수
1) 원심 공기 압축기의 작동 원리 분석
원심 공기 압축기는 임펠러에 의해 구동되어 가스를 고속으로 회전시켜 원심력을 발생시킨다. 임펠러 내의 가스의 확산 흐름으로 인해, 임펠러를 통과 한 후 가스의 유량 및 압력이 개선되고 압축 공기가 연속적으로 생성된다. 원심 공기 압축기는 주로 로터와 스테이터의 두 부분으로 구성되며 로터는 임펠러와 샤프트를 포함합니다. 임펠러에는 블레이드와 밸런스 플레이트 및 샤프트 씰의 일부가 있으며 고정자의 본체는 케이싱 (실린더)이며 디퓨저, 곡선, 리턴, 흡입 파이프, 배기구 파이프와 부분 샤프트는 고정자에 배치됩니다. 봉인. 원심 압축기의 작동 원리는 임펠러가 고속으로 회전 할 때 가스가 회전한다는 것입니다. 원심력의 작용에 의해, 가스는 후방의 디퓨저로 흡입되고, 진공 구역이 임펠러에 형성되며,이 때 외부로부터의 신선한 공기가 유입된다. 임펠러. 임펠러는 계속 회전하고 가스는 지속적으로 흡입 및 배출되어 지속적인 가스 흐름을 유지합니다. 원심 에어 컴프레서는 가스의 압력을 높이기 위해 운동 에너지의 변화에 의존합니다. 블레이드 로터, 즉 작업 휠이 회전하면 블레이드가 가스를 회전시켜 작업을 가스로 전달하여 가스가 운동 에너지를 얻습니다. 고정자 부분으로 들어간 후, 에너지 헤드는 고정자의 팽창으로 인해 필요한 압력으로 변환되고, 속도가 감소하고, 압력이 증가하며, 고정자 부분의 안내 작용은 하부 임펠러로 들어가기 위해 사용된다 계속 증가하고 마침내 볼 류트에 의해 방출됩니다. 각 컴프레서마다 설계 요구 압력을 충족시키기 위해 각 컴프레서에는 서로 다른 수의 스테이지와 세그먼트, 심지어 여러 실린더가 제공됩니다.
2) 원심 공기 압축기 폐열 회수 과정
원심 분리기는 일반적으로 3 단계 압축을 거칩니다. 1 단계 및 2 단계 압축 공기는 출구 온도 및 압력의 영향으로 폐열 회수에 적합하지 않습니다. 일반적으로, 3 단계 압축 공기는 폐열에 의해 회수된다. 그림 8과 같이 공기 애프터 쿨러를 추가해야합니다. 핫 엔드가 열을 사용할 필요가 없을 때 압축 공기가 시스템 작동에 영향을주지 않고 냉각됨을 보여줍니다.
4 수냉식 공기 압축기의 다른 유형의 폐열 회수 방법
수냉식 오일 주입식 스크류 기계, 무급유 식 스크류 기계, 원심 분리기 및 기타 공기 압축기의 경우 내부 구조 변환의 폐열 회수 외에 폐수를 실현하기 위해 냉각수 파이프 라인을 직접 변환 할 수도 있습니다. 몸 구조를 바꾸지 않고 재활용.
1) 수냉식 공기 압축기의 폐열 회수 회로도.
도 9는 에너지 부스팅을 위해 수원 열 펌프를 사용하는 공기 압축기의 폐열 회수의 개략도이다. 그림에서 알 수 있듯이 공기 압축기의 냉각수 출구 파이프에 2 차 펌프를 설치하여 냉각수가 수원 히트 펌프 본체로 유입되고 주 증발기 입구의 온도 센서가 전기 3 증발기의 입구 온도를 제어하는 실시간 조절 밸브. 특정 설정 값에서 50-55 ° C 온수는 수원 열 펌프 장치를 통해 수명과 생산 공정을 위해 준비 될 수 있습니다.
고온의 온수 요구가없는 경우, 판형 열교환기를 공기 압축기 순환 냉각수 회로와 직렬로 연결할 수 있습니다. 고온 냉각수는 연수 탱크의 연수와 열을 교환하여 내부 수온을 낮추고 외부 수온을 높입니다. 가열 된 물은 온수 저장 탱크에 저장된 후 저온 열원에서 사용하기 위해 열 네트워크로 운반됩니다. 도 10에 도시 된 바와 같이, 냉각수의 열이 이용 될 때, 냉각기의 부하가 크게 감소되거나 심지어 냉각탑이 다시 필요하다. 그러나 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장하기 위해 냉각탑은 여전히 유지되지만 정상 폐쇄 상태의 제어 밸브는 냉각탑의 입구 및 출구 파이프에 설치됩니다. 제어 밸브는 온도 제어를 채택합니다. 폐열 회수 시스템이 고장 나면 내부 수온이 제한 온도로 상승하고 밸브가 열리고 원래 냉각탑 냉각 시스템이 사용되어 공기 압축기의 안정적인 냉각이 보장됩니다.
2) 수랭식 공기 압축기의 폐열 회수 분석
공기 압축기의 냉각수 파이프 라인을 직접 변환하는 것이 간단하고 편리하며 공기 압축기 몸체의 구조를 수정하지 않아 재구성의 위험을 줄이고 폐열 회수 시스템 작동의 신뢰성을 높일 수 있습니다 .
